Sinapsi e neurotrasmettitori sono entrambi componenti chiave della rete di comunicazione chimica del sistema nervoso centrale, responsabili della trasmissione di messaggi tra cellule nervose o neuroni. In senso figurato, il neurotrasmettitore è il messaggero e la sinapsi è il percorso percorso dal messaggero. Fisicamente, sia le sinapsi che i neurotrasmettitori si trovano sulla schisi sinaptica, che è lo spazio tra la fine del neurone che invia un messaggio e l’inizio del neurone che riceve la comunicazione.
Quando un animale o una persona raccoglie informazioni da un organo sensoriale o da un impulso cerebrale, utilizza sinapsi e neurotrasmettitori per condividere tali informazioni, benefiche o minacciose, con più cellule nervose, che possono quindi inviare ordini ai muscoli, permettendo al corpo di reagire a ciò che è visto, ascoltato o pensato. L’intero processo può richiedere meno di un milionesimo di secondo. Ogni neurone ha accesso ad almeno 1.000 percorsi o sinapsi.
Una volta che i dati dal cervello o dai sensi vengono inviati a una cellula nervosa, quella cellula nervosa rilascia neurotrasmettitori dalla sua estremità terminale, formalmente chiamato un endfoot. Un endfoot potrebbe rilasciare 2.000 a 5.000 molecole di neurotrasmettitori alla volta, a seconda della quantità di calcio presente. Fino al rilascio, i neurotrasmettitori sono immagazzinati in involucri membranosi circolari, noti come vescicole, sull’estremità. Dopo il rilascio, i neurotrasmettitori percorrono le sinapsi mediante diffusione per raggiungere la membrana della cellula nervosa successiva, dove possono essere riutilizzati e inviati ad altri neuroni o lasciati disintegrare.
Le sinapsi partecipano alla comunicazione elettrica e chimica nel sistema nervoso. Mentre sinapsi e neurotrasmettitori lavorano insieme per la messaggistica chimica, la comunicazione elettrica non si basa sui neurotrasmettitori. Durante i messaggi elettrici, che sono generalmente utilizzati esclusivamente per l’attività cerebrale o oculare, le cellule nervose inviano correnti ioniche tra loro sinapsi. In tali casi, queste correnti ioniche diventano i messaggeri, sostituendo così i prodotti chimici noti come neurotrasmettitori. I neurotrasmettitori sono utilizzati nella comunicazione in qualsiasi altra parte del corpo.
Esistono due tipi di sinapsi e neurotrasmettitori. Le sinapsi possono essere simmetriche o asimmetriche, mentre i neurotrasmettitori possono essere eccitatori, come il glutammato, o inibitori, come l’acido gamma-aminobutirrico (GABA). Alcuni rari neurotrasmettitori, come la dopamina, sono sia eccitatori che inibitori.
I neurotrasmettitori eccitatori vengono rilasciati dalle vescicole rotonde e viaggiano lungo sinapsi asimmetriche. I neurotrasmettitori inibitori vengono rilasciati da vescicole piatte e viaggiano sinapsi simmetriche. Esempi di neurotrasmettitori includono l’acetilcolina, che influenza l’azione dei muscoli, e la dopamina, che influenza la percezione sensoriale, la concentrazione mentale e l’umore. Altri neurotrasmettitori includono la noradrenalina, che aiuta a dormire, e la serotonina, che aiuta con cognizione, appetito e sogni.